The Second Enigma Марс

Сьогодні о 12:31 від Baikonur запускає ракету «Протон-М», яка надішле на марш космічних апаратів міжнародної дослідницької місії ExoMars. Ви можете побачити запуск на Яндексі, який о 11:45 почне мовлення з студії Roscosmos. Яндекс попросив мене розповісти про заплановану місію та її цілі.

Не знає, чи є життя на Марсі. Це перша таємниця. П'ятнадцять років тому друга таємниця була вода на Марсі. Тепер було вирішено багато разів - вода була виявлена, наклеєна, вивчена з поверхні. Але тоді було знайдено таємницю не меншого значення: Мартинський метан.

Methane - це простий органічний з'єднання з одним вуглецевим та чотирма водневими атомами. Метан відіграє важливу роль у житті людини на Землі, оскільки це є основною складовою природного газу. Гідрокарбони називаються органічними, але не все відноситься до організмів. Однак, тепер вважається, що до 90% метану Землі, включаючи, що зберігаються в субсерфінгу, є біологічним походженням. У той же час є багато з них в просторі. Метеан був записаний на пастах, в атмосфері Юпітера, метан займає масу, що дорівнює трьох планетам Землі, а на Місяці Сатурна Титан, річок метану, що пливуть в цицьких банках.

У 2003 році астрономи повідомили про сенсаційні новини, які метан були знайдені на Марсі. Крім того, вона не була рівномірно «запалена» по всій атмосфері, і чітко відреставрована до певних частин планети. Його концентрація була досить недбалою: від 250 до 10 частин на мільярди, за різними оцінками. Загальний обсяг викидів навесні 2003 року відповідає близько 42 тис. тонн газу, для порівняння, це близько третини найбільшого танкера-газового перевізника. І. Газпром не може зацікавити такі резерви, але науковий світ був дуже збуджений.



Емісії метану були записані одночасно американськими та російськими астрономами, а через рік ці дані були підтверджені з супутника Марса Експрес, тобто не можна помилитися. Так науковці знаходилися, куди прийшла. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу. Метан може бути результатом геофізичної діяльності Мартинського інтер'єру, може бути виготовлена в деяких реакціях окислення заліза. Безперечно можна сказати, що цей метан сьогодні, геологічними стандартами, адже під сонячним ультрафіолетом органічна речовина в атмосфері зникає в кілька сотень років.

У той час як вчені були чудесними, де метану прийшов з Марса, він пішов. Я маю на увазі, майже повністю. Не вдається в атмосферу, на деяку середню вартість, але просто зникли, залишаючи дуже недбалі концентрації, які ледь записані інструментами, доступними для цього дня.

Вчені приймали завдання, а 2012 року обладнали конюшину Curiosity, який був обладнаний чутливим газовим аналізатором, здатним виявити метану в атмосферу. Правда було відправлено на неправильне місце, де спостерігали викиди метану, адже геологи були головними в проекті, і вони знайшли свої цілі в Гале Кратер.

З успіхом висаджували і оселилися на Марсі, ввічливість провела перші дослідження і приймала, що немає метану. Не обов'язково в концентрації, яка була доступна на його пристрої. Астрономи з Землі практично підтвердили її результати - метану було дуже мало, на межі роздільної здатності сортів Землі.

В той час як дослідники спекулювали про Мартинський метане Шредінгер, інший рік пропущено і Curiosity надіслали нові дані — загадкова газова реанімація з'явилася в Гале Кратер. І він знову зникнув.



У той час як американські вчені спробували шукати метану від телескопів з Землі, і захопивши її на перевалі, європейські і російські планетологи вирішили взяти справу самостійно. Отримав величезний досвід роботи в спільній роботі Марса Експреса і Венера Експрес космічних апаратів, маючи значно поліпшені інструменти дослідження, вони вирішили шукати мартіанські метану з орбіти. Як згадувалося, Марс Експрес виявив метану, але його вирішення атмосферних газів залишається набагато краще. Здобуваючи досвід, росіяни та європейці вирішили підготувати пристрій, який може шукати метану з точністю не менше тисяч разів вище можливостей Mars Express. Це те, як був розроблений ExoMars Trace Gas Orbiter.

Р

Більш точно, ідея європейців з'явилася довго, але вона переживала непросту долю, поки Європейська космічна агенція підписала договір з Роскосоммосом в 2013 році.

Співпраця з ExoMars базується на принципах, які вже працювали в Експресі: Росія має намір надати два ракети Proton-M для запуску супутника і роверу, а також російські наукові інструменти будуть встановлені на транспортних засобах разом з європейськими. Перший рейс - Оператор з газопроводом Трас. Він повинен скидати Siaparelli тестовий модуль спуску, а потім протягом декількох років, щоб вирішити метану головоломки. Також можна виявити низькі концентрації інших газів в атмосферу Мартину, якщо будь-який. Наприклад, якщо локальні вулкани ще не повністю кріпляться, і навіть злегка змочують вулканічні гази, ТГО слід знайти ці гази і визначити їх джерела.

У загальному випадку, якщо попередній деканат був присвячений вивченню геології Марса, як з орбіти, так і з поверхні, тепер є «амосферний» етап. Два роки тому американський MAVEN космічний апарат і індійський Марс Орбітер прибули до Марса. Космічний апарат НАСА призначений для вивчення атмосфери та магнітосфери Марса, але він працює з верхніми шарами та їх взаємодією з космічним вітром. Це, МОВЕН повинен відповісти на питання про те, як Марс втратив свою атмосферу, а ExoMars TGO буде виглядати для можливих джерел поповнення відварів планети.

Індійські вчені також зацікавлені в випуску метану, і навіть обладнані окремим пристроєм для його пошуку, але все ще тестують його. І слід розуміти, що малоймовірно показати більш високу якість, ніж Mars Express. Тим не менш, індіанці sensibly оцінювали свої можливості в міжпланетних дослідженнях і підкреслилили більш демонстративне значення їх апарату.

ExoMars TGO - це триметровий чотиритонний комічний транспортний засіб, який продає 600 кілограм на дошці. Сяпареллі та чотири основні наукові інструменти.



Європейки потребують Schiaparelli, щоб дізнатися на Марсі. У 2003 році раніше був невдалий досвід посадки. Як виявилося, зонд Beagle-2 все одно вдалося акуратно сісти, але припинив роботу без отримання на дотик. Тепер ESA намагатиметься відтворити досвід на вищому рівні, набравши пристрій з датчиками, які збирають багато інформації під час спуску і посадки.



Наступним етапом проекту ExoMars є посадка ровера, Роскосмос займає більше, тому Schiaparelli є запасом для дуже далекого майбутнього. Хоча, згідно з деякими бронюваннями, зрозуміло, що потім Європа буде встановлювати про нове амбітне завдання - доставка грунту з Марса.



Schiaparelli буде мати кліматичну науково-дослідну станцію, але вона буде тривати протягом тижня, поки акумулятори не закінчуються. На пристрої немає довгострокових джерел живлення. Одна цікава деталь пристрою - лазерний кутовий рефлектор.



Супутник ExoMars TGO не оснащений лазером, тому кутовий рефлектор Schiaparelli залишається таким же для майбутнього. Вони можуть навіть спробувати стріляти з землі. Вечір у Сяпареллі цікавий майданчик - рівнина Меридіан.

Габаритний зображення

На ній вже працює оппортуність, і ця посадка буде найближчим вибором на Марсі двох землевласників. Незважаючи на свою близькість, вони будуть сотні кілометрів, тому Oppy не зможе сказати, що hello to Schippy у людини, на краще намагатися дотримуватися посадки, хоча навряд чи бачити все з цієї відстані.

Два основні наукові інструменти ExoMars TGO: Європейська NOMAD і російська ACS є блоками декількох спектрометрів і частково доповнюють один одного, але захоплення різних діапазонів світлових хвиль. Саме на них основне завдання місії полягає в на карті газів атмосфери Марса.

Габаритний зображення

І з них буде використовуватися той самий «секретний метод» – для спостереження за атмосферою. Саме для аналізу світла сонячного миття в атмосферу Марса на горизонті. Цей метод, і висока спектральна роздільна здатність інструментів, дозволяє не тільки визначити гази в атмосфері, але навіть відрізнити їх ізотопічний склад. І це ключовий показник, який в теорії відрізняє поживний газ від геологічних викидів. Відмінність є атомною вагою вуглецю.

На Землі життя воліє звільнити метану з легким ізотопом C12, оскільки легше зв’язати водню в результаті біохімічних процесів. Геологічні процеси не так вибіркові, а в них C12 і C13 утворюють метану приблизно в рівних пропорціях. Крім метану, аміаку може вказувати біологічну активність, яка також виділяється живими організмами в результаті життя. Аміанія ще не була знайдена на Марсі, але якщо він навіть трохи присутній в атмосфері, то TGO знайде його. Звісно, вчені знають тільки земне життя, а, по суті, її ознаки шукають на Марсі, але для браку альтернатив доведеться «дивитись, де світліше». У своїй обороні, кажуть, що закони фізики та хімії на наших планетах працюють таким же чином, геологічна структура аналогічна, і як тільки умови були аналогічними, тому немає підстав вважати, що еволюція речовини від інанімату до життя відбувалася в будь-якому іншому вигляді.

До речі, це не зовсім зрозуміло, як життя виникла на Землі, і це, до речі, є важливим аргументом на користь дослідження Марса. Здавалося б, чому скидати сотні мільйонів доларів, щоб знайти когось, хто дасть газ на іншій планеті? Але щоб зрозуміти, як ми прийшли до нашої планети.

Тепер деякі вчені серйозно вірять, що ми можемо бути мартіанськими поселенцями, у вигляді бактерій, досягнутих метеоритами з Марса до Землі. Скоріше, протилежний варіант – знайти місцеве життя на Марсі, доведеться довести, що це дійсно локальне, і не летять з Землі. Але все ж, Марс є відносно незалежною лабораторією, де далеко від Землі можна повторити природний експеримент, щоб створити життєву матерію, здатну усвідомлення себе, світу навколо, запуску космічних апаратів і написання повідомлень.

Крім оптичних спектрометрів, TGO несе камеру CaSIS на борту, яка зможе знімати поверхню з роздільною здатністю до 5 метрів, а також проводити стереофотозйомку місцевості. Попереднє ESA Mars Express спостережило поверхню протягом багатьох років, і періодично радує шикарними панорамами. Його роздільна здатність до 20 метрів, тобто TGO зображення будуть покриті вузькими смугами місцевості, але деталі поверхні будуть помітні краще. Знімки цієї камери будуть використані для вибору місця посадки майбутнього пастера, який повинен початися в 2018 або 2020.



На жаль, в нашому пошуку для Марса 6 не буде ніякої допомоги, але нехай буде виглядати на крихітному спинці Марса. Не відомо, коли буде взято картину потрібної площі.

Четвертий пристрій TGO знову російський – нейтрон FREND. Його завдання полягає в картуванні вмісту води в Мартинському грунті на глибину до одного метра.



Схожі прилади однакового відділення ядерної планетології на Марсі вже мухаються, але її постанова дуже низька - фактично дорівнює висоті супутника.

Нейтронні детектори виявляють нейтрони, які бомбардують планету з Сонце. Деякі нейтрони «бун» з планети, які раніше занурилися в землю на півметра або трохи більше. Швидкість їх повернення залежить від того, чи вони зустрілися з воднем в грунті. Чим більше водню, тим повільніше нейтронів літати. За допомогою запису швидкості нейтронів можна визначити, скільки водень прихований в поверхні, а найбільш ймовірний резервуар цього летючого газу є водним льодом. Попереднє покоління детектора – HEND – було літати на Марсі Одіссе з 2001 року. Нейтрони, які вилітають з поверхні, незалежно від кута відбиття. Таким чином, дуже важко визначити, де він прийшов з і карти розподілу води, які допомогли компілювати HEND на занадто невеликій шкали.



На орбіті місяця супутник НАСА протестував наступне покоління пристрою - LEND. Він вже має так званий коліматор – маску, яка відрізає деякі нейтрони, дозволяючи їм отримувати тільки від вузької площі місцевості. Цей колегіатор зробив у місячній геології — знайти воду, де вона не повинна бути, щоб напевно буде щось цікаве на Марсі, ви просто повинні чекати кілька років, поки ви отримаєте необхідну кількість даних.

Але найголовніша частина місії, початок, це те, що ми очікуємо пару годин. Початок заплановано на сьогодні о 12:31 MSK



Більше інформації про проект ExoMars можна знайти на сайті Інституту космічних досліджень російської академії наук або на сайті Європейського космічного агентства.

Джерело: habrahabr.ru/company/yandex/blog/279175/